[发明专利]集成厚度可控绝缘层的非接触电导检测微芯片制作方法

说明书

技术领域

本发明属于微流控芯片技术领域，涉及一种采用非接触电导检测的微流控芯片的制作方法，应用在生命科学、医学、分析化学等领域。

背景技术

微流控芯片技术是目前迅速发展的高新技术和多学科交叉科技前沿领域之一，是未来生命科学、化学科学与信息科学发展的重要技术平台。微流控芯片在微型化、集成化和便携化方面的优势为其在生物医学、药物合成筛选、环境监测与保护、卫生检疫、司法鉴定、生物战剂的侦检等众多领域的应用提供了极为广阔的前景。微流控芯片的检测有光学、电化学、质谱等多种方法，其中非接触电导检测是电化学检测方法的一种。由于非接触电导检测是一种简单、通用性好的检测方法，因此已被广泛应用到微流控芯片中。非接触电导检测需要微流控芯片上的检测电极与微沟道中的待测液体之间有一个绝缘层。相关研究已证明绝缘层的厚度是影响检测灵敏度的一个主要因素，通常厚度越薄检测灵敏度越高。目前已报道的微流控芯片上的绝缘层主要是商品化的薄玻璃或者是聚合物薄膜，微流控芯片研制者无法精确控制这种绝缘层的厚度。而且，玻璃和聚合物薄膜生产厂家也很难将其厚度做的非常薄，目前已报道的这种绝缘层厚度最薄的也只有50μm。

发明内容

本发明克服了现有的芯片上的绝缘层厚度不可控的问题，提供一种简单的绝缘层厚度可控的非接触电导检测微流控芯片的制作方法。本发明提出的微流控芯片制作方法，采用的是标准的半导体工艺与微浇注工艺相结合，芯片上的绝缘层厚度可以精确控制到亚微米量级。

本发明采用的技术方案是：

一种集成厚度可控绝缘层的非接触电导检测微芯片制作方法，首先基于标准的半导体工艺在玻璃基片上制作出非接触电导检测的检测电极，接着在检测电极的焊盘上固定上金属导线，然后利用匀胶机将聚二甲基硅氧烷(PDMS)和甲苯的混合物均匀涂在玻璃基片上形成一层PDMS绝缘层，通过调整PDMS和甲苯的体积配比以及匀胶机的转数，便可以精确控制PDMS绝缘层的厚度，最后再在PDMS绝缘层的上表面键合一片带有微沟道的PDMS便完成了整个微芯片的制作；

制作方法如下：

(1)利用紫外光刻和剥离工艺在玻璃载片上制作出铂微电极。

(2)利用导电银浆，在铂微电极的焊盘上固定上铜导线，加热烘干。

(3)将PDMS和甲苯均匀混合、排除气泡后，将其旋涂在步骤(2)得到的玻璃载片上，然后再次加热烘干；通过调整PDMS和甲苯的质量配比以及匀胶机的转数，便可以精确控制PDMS绝缘层的厚度。

(4)将步骤(3)得到的玻璃载片和一片利用微浇注工艺制作出的带有微沟道的PDMS一起放入等离子体清洗机中，进行PDMS的氧气等离子体表面改性；表面改性结束后，将该玻璃载片和带有微沟道的PDMS对准、接触、轻压后键合到一起，便得到了非接触电导检测微芯片。

目前已报道的用于非接触检测的微流控芯片上的绝缘层主要是商品化的薄玻璃或者是聚合物薄膜，微流控芯片研制者无法精确控制这种绝缘层的厚度。而且，玻璃和聚合物薄膜生产厂家也很难将其厚度做的非常薄，目前已报道的这种绝缘层厚度最薄的也只有50μm。本发明不需要额外购买昂贵设备，整个制作过程简单，成本低，利用对PDMS材料与甲苯溶液比例的改变以及匀胶机转速的变化，实现微流控芯片上的PDMS绝缘层厚度的精确控制，厚度最薄可以到达0.6μm。

附图说明

图1是白金电极制作工艺流程图。

图2是白金电极制作示意图。

图3是利用导电胶粘接铜引线示意图。

图4是旋涂PDMS绝缘层示意图。

图5是利用软光刻方法在硅模具上浇注PDMS微通道片示意图。

图6是经过氧离子改性后，电极片与微通道片键合后的芯片示意图。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细说明本发明的实施方式。

实施例1